원자핵의 구성 요소
네 가지 기본 상호 작용 중 우리 주변에서 관찰되는 현상은 중력과 전자기력에 의해 발생하는 현상뿐입니다.
나머지 강하고 약한 상호 작용은 코어에서만 발생하기 때문에 대부분의 경우 인간이 눈치 채지 못한 채 숨겨져 있다고 생각하는 것이 잘못이 아닙니다.
지난 주에 우리는 방사성 붕괴 동안 베타 붕괴에 영향을 미치는 약한 상호작용이 발견되었고 경입자가 중요한 관련 상호작용임을 알게 되었습니다.
우리는 또한 약한 상호 작용이 전자기 상호 작용과 같은 방식으로 물리학에서 설명된다는 것을 배웠습니다.
그리고 경입자에 어떤 입자가 포함되어 있는지도 조사했습니다.
이번 주 원자핵에 대해 알아보기 전에 원자핵을 구성하는 입자인 양성자와 중성자에 대해 알아봅시다.
물질을 구성하는 가장 기본적인 입자는 경입자(lepton)와 쿼크인데 쿼크는 스스로 존재하지 않고 중간자(meson)와 바리온(baryon)이 모여서 존재할 뿐이므로 중간자(meson)와 바리온(baryon) 내부에만 존재한다.
양성자와 중성자는 바리온 중에서 가장 작은 두 가지입니다.
위의 그림은 기본 입자에 대한 인간의 이해 발전을 보여줍니다.
고대 그리스부터 물질의 성질을 가진 가장 작은 입자를 원자라고 불렀고, 그리스 시대에 원자라고 불렸던 것이 지금은 분자에 해당한다.
그리고 분자는 더 이상 물질의 특성을 갖지 않는 원자로 구성됩니다.
원자 질량의 대부분은 원자의 중심에 있는 핵에 들어 있으며 핵은 양성자와 중성자 또는 핵자로 구성됩니다.
그리고 도랑은 세 개의 쿼크를 포함하고 있음을 다시 나타냅니다.
오늘날 쿼크는 가장 기본적인 입자라고 믿어집니다.
분자 크기는 약 1070m이고 수소 원자의 반지름은 약 101μm입니다.
스트롱(A) 단위로 10m 1 하중. 따라서 은은 분자나 원자의 크기를 나타내는 데 적합한 단위입니다.
한편, 산소의 크기, 즉 단순 원자 에너지는 질량이 약 10m이고 양성자와 중성자의 크기는 약 10.05m이다.
). 따라서 단위 fm은 핵자 또는 원자핵의 크기를 설명하는 정확한 단위입니다.
한편, 쿼크는 크기가 10m 미만으로 매우 작을 것으로 예상됩니다.
경입자는 약한 상호작용을 하는 입자이고, 쿼크는 강한 상호작용을 하는 입자입니다.
덧붙여서 쿼크로 만든 유콘은 주로 강한 상호 작용의 영향을 받지만 베타 붕괴와 같은 특수한 경우에는 약한 상호 작용도 관여합니다.
핵자가 모여 원자핵을 형성하는 상호 작용을 핵 상호 작용 또는 핵력이라고합니다.
핵력을 구성하는 근본적인 상호작용은 강한 상호작용이다.
분자를 한데 묶는 분자력을 구성하는 근본적인 상호작용이 전기력이라는 사실과 비슷하다.
메손과 바리온이 결합하여 하드론을 형성합니다.
하드론의 하나인 바리온 중 가장 가벼운 핵이 원자핵을 만들고, 하드론의 하나인 중간자 중에서 가장 가벼운 파이메손은 핵에서 핵을 한데 묶는 핵력을 매개하는 대표적인 입자이다.
이번 주에 우리는 원자핵을 구성하는 핵과 핵력을 살펴봅니다.
핵은 양성자와 중성자로만 구성되어 있습니다.
여러 면에서 양성자와 중성자를 쌍둥이 입자로 생각할 수 있습니다.
그래서 우리는 그것들을 함께 핵자(No. 7)라고 부릅니다.
먼저 양성자와 중성자가 무엇이 같고 무엇이 다른지 살펴보겠습니다.
양성자와 중성자의 질량은 거의 같습니다.
두 입자의 측정된 질량은 7, = 938.272 MeV입니다.
mn = 939.566 MeV입니다.
(5.1) 두 입자 사이의 질량 차이, 1m = 7m – 1g = 1.29 MeV는 약 1 GeV인 핵자의 나머지 질량의 0.1%에 불과합니다.
이 질량 유사성은 두 입자가 본질적으로 동일하게 취급될 수 있는 가능성을 제공합니다.
잠시 주제에서 벗어나 에너지 단위인 MeV로 질량을 표현하는 논의로 돌아가 봅시다.
군중은 절대 변하지 않는다고 생각되던 때가 있었습니다.
화학은 여전히 질량 보존 법칙을 유용하게 사용합니다.
화학 반응 전후의 반응물의 총 질량은 변하지 않습니다.
그러나 질량보존의 법칙은 적용되지 않는다.
물론 이것은 화학 반응에는 적용되지 않습니다.
그러나 화학 반응에서는 반응 전과 후의 질량 차이가 매우 작고 질량이 보존되는 것을 고려하면 편리하게 다양한 결과를 얻을 수 있으므로 질량 보존 법칙을 그대로 사용한다.
질량이 별도의 보존량이 아니라 에너지의 한 형태라는 사실은 아인슈타인의 상대성 이론에서 나온 방정식 E = m2에 의해 명확해집니다.
처음에는 이 표현의 의미가 명확하지 않았지만 처음으로 핵분열 반응을 관찰한 후 정확히 보기 위해 핵분열 전 큰 원자 용액의 질량이 핵분열 후 핵분열된 핵의 질량보다 작다는 것을 발견했습니다.
내가 무엇인지. 에너지는 다양한 형태로 존재하며 한 형태에서 다른 형태로 변환될 수 있습니다.
질량은 에너지의 한 형태일 뿐입니다.
그래서 핵분열이 일어나면 물질의 존재를 나타내는 질량이 비물질적 실체인 에너지로 전환된다.
질량과 에너지는 독립적인 물리량이므로 질량은 kg, 에너지는 J로 표현하였다.
그러나 본질적으로 입이 더 이상 동일하지 않고 단어가 서로 다릅니다.
Edge 9905 5 페이지. 이 두 손상 사이를 변환하는 원점 계수를 찾을 수 있습니다.
D=mc는 질량 단위인 kc를 에너지 단위인 1로 변환하는 환산 계수입니다.
예를 들어, 1kg의 질량은 E=me= (1kg)× (3.0x108m/s2)2 (5.2) = 9×1016kg m⅔s2= 9×1018J에 해당합니다.
9 x 10인치는 동일한 질량을 나타냅니다.
그러나 eV는 미시적인 현상을 설명하는데 적합한 에너지 단위이다.
여기서는 Petron Volt로 읽습니다.
IeV는 전하량이 12 = 1.6 x 10-” C인 전하가 1V의 전위차를 이동할 때 얻는 에너지입니다.
, 두 위치 사이의 중력 물체가 7g의 위치 에너지 차이를 통해 에너지를 얻는 것처럼 대전된 물체는 전위 에너지가 높은 곳에서 낮은 위치 에너지를 가진 곳으로 이동할 때 에너지를 얻습니다.
예를 들어 0.5C의 전하가 1V의 전위차가 있는 위치로 이동하면 에너지 £ = gV = (0.5C) × (1V) = 0.5) (5.3) 마찬가지로 1eV는 전하량이 9=2=1.6×10-19C인 전하가 1V 이동했을 때 얻는 에너지이므로 1eV=(1.6×10-19C)× (1 V) = 1.6 × 10-19 J(5.4 )는 다음의 에너지에 해당합니다.